淮陽市北京新村污水處理廠
張彥亮

　一、引言

　　1、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤處理工藝概述
　　生物轉(zhuǎn)盤工藝是生物膜法污水生物處理技術(shù)的一種，是污水灌溉和土地處理的人工強(qiáng)化。這種處理法使細(xì)菌和菌類的微生物、原生動(dòng)物一類的微型動(dòng)物在生物轉(zhuǎn)盤境料載體上生長繁育，形成膜狀生物性污泥——生物膜。污水經(jīng)沉淀池初級(jí)處理后與生物膜接觸，生物膜上的微生物攝取污水中的有機(jī)污染物作為營養(yǎng)，使污水得到凈化。在氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤中，微生物代謝所需的溶解氧通過設(shè)在生物轉(zhuǎn)盤下側(cè)的曝氣管供給。轉(zhuǎn)盤表面覆有空氣罩，從曝氣管中釋放出的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)空氣罩使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤離開污水時(shí)，轉(zhuǎn)盤表面上形成一層薄薄的水層，水層也從空氣中吸收溶解氧。
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤由接觸反應(yīng)槽、填料、轉(zhuǎn)軸、空氣罩等組成。一般填料為蜂窩狀塑料，由鋼結(jié)構(gòu)支撐，中心貫以轉(zhuǎn)軸。填料四周的空氣罩由環(huán)氧玻璃鋼構(gòu)成。轉(zhuǎn)軸兩端安放在半圓形接觸反應(yīng)槽(即氧化槽)的支座上。轉(zhuǎn)盤的40％一50％浸沒在槽內(nèi)污水中，轉(zhuǎn)軸高出水面10—25cm。一般情況下，三到四只轉(zhuǎn)盤串聯(lián)成一個(gè)系列，多個(gè)系列轉(zhuǎn)盤之間并聯(lián)布置。
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤的主要設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)有：轉(zhuǎn)盤級(jí)數(shù)(一般三到四級(jí))；容積面積比(可介于5—9之間)：BOD面積負(fù)荷(≤20g／m²·d)；水力負(fù)荷(＜200L／m²·d)；浸沒率(一般介于40—50％之間)；轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度(一般每分鐘0.8—3轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)盤邊緣線速度以每分鐘20m左右為宜)。
　　2、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法的特征
　　(1)微生物相方面特征
　　a.參與凈化反應(yīng)的微生物多樣化
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤有適于微生物生長棲息、繁殖的穩(wěn)定環(huán)境，宜于生長繁殖。生物膜固定在填料上，其污泥齡較長。在生物轉(zhuǎn)盤上能夠生長世代時(shí)間較長，生物轉(zhuǎn)盤上有時(shí)還出現(xiàn)絲狀菌，而且沒有污泥膨脹之虞。在日光照射的部位，還出現(xiàn)藻類。
　　b.每級(jí)都有優(yōu)占微生物
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法分級(jí)處理，在每級(jí)都有生長繁育與進(jìn)入本級(jí)污水水質(zhì)相適應(yīng)的微生物，并自然地成為優(yōu)占種屬，這種現(xiàn)象對(duì)有機(jī)污染物的降解是十分有利的。
　　c.微生物濃度高
　　 特別是最初幾級(jí)的生物轉(zhuǎn)盤，據(jù)統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)盤上生物膜如折算成曝氣池的MLVSS，可達(dá)40000—60000mg／L，F(xiàn)／M比為0.05—0.1。而活性污泥法的MLVSS一般在1500—3000mg/L之間，F(xiàn)／M值在0.2一0.4之間，這是氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤效率較高的一個(gè)主要原因。
　　 (2)處理工藝方面特征
　　a.對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤處理工藝，對(duì)人流水量、水質(zhì)的變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。即使中間停止一段時(shí)間進(jìn)水，對(duì)生物膜的凈化功能也不會(huì)帶來明顯的障礙，能夠很快地得到恢復(fù)。
　　b.易于固液分離，即使產(chǎn)生大量的絲狀菌，在二沉池中也無污泥上浮現(xiàn)象發(fā)生
　　c.能夠處理低濃度污水
　　活性污泥法處理系統(tǒng)，如進(jìn)水BOD₅在50—60mg/L以下，絮凝體形成惡化，處理水質(zhì)低下，但是，氣動(dòng)生物盤法處理系統(tǒng)對(duì)濃度低的污水，也能夠取得較好的處理效果，可使BOD₅為20mg/L的污水降至5-10mg/L。
　　d、動(dòng)力費(fèi)用低
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法去除單位質(zhì)量BOD₅的耗電量較傳統(tǒng)活性泥法少。
　　e、產(chǎn)生的污泥量少
　　一般說來，產(chǎn)生的污泥量比活性污法減少1/4。
　　f、具有較好的硝化與脫氮功能
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤具有良好的硝化功能，如采取措施得當(dāng)，還有進(jìn)行脫氨水的功能。
　　g、驅(qū)動(dòng)裝置簡(jiǎn)單
　　與普通生物轉(zhuǎn)盤法相比，氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法驅(qū)動(dòng)裝置簡(jiǎn)單，無需多臺(tái)電機(jī)及減速裝置，而且在相同轉(zhuǎn)速下，接觸反應(yīng)槽內(nèi)的溶解氧濃度比普通生物轉(zhuǎn)盤高。

　　二、工藝流程

　　以淮陰市北京新村污水處理廠為例，該廠日處理能力40000噸，其處理工藝流程如下：

　　本流程中氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤采用直徑3m高效轉(zhuǎn)盤32臺(tái)，每臺(tái)轉(zhuǎn)盤填料折表面積1500m²。每四臺(tái)轉(zhuǎn)盤設(shè)在鋼筋混凝土接觸反應(yīng)槽中，槽直徑3.5米，供氣由鼓風(fēng)機(jī)房送出，鼓風(fēng)機(jī)房裝有三臺(tái)LG300×400-1羅茨鼓風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)機(jī)配用電機(jī)功率15KW，設(shè)計(jì)二用一備，實(shí)際只開一臺(tái)風(fēng)機(jī)。全部生物盤設(shè)在室內(nèi)，起保溫作用。
　　轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)速度每分鐘2轉(zhuǎn)，接觸氧化槽內(nèi)溶解氧濃度大于2mg/L，容積面積比8L/m2。設(shè)計(jì)水力負(fù)荷86L/m2.d，BOD面積負(fù)荷9g/m2.d。說明：由于廠外管線分流不完善，汛期污水有機(jī)物濃度較低。

　　三、運(yùn)轉(zhuǎn)情況及有關(guān)問題討論

　　1、掛膜情況
　　以南京鎖金村污水處理廠的活性污泥接觸掛膜為例，11月份運(yùn)行，當(dāng)時(shí)平均室溫11℃，水溫13℃，經(jīng)過1個(gè)月時(shí)間，生物膜生長良好，出水水質(zhì)穩(wěn)定。轉(zhuǎn)盤生物膜形態(tài)如下表：

　　2、處理效果
　?。?）低負(fù)荷時(shí)
　　當(dāng)日處理量為2000噸時(shí)，轉(zhuǎn)盤水力負(fù)荷為41.7L/m²·d，BOD面積負(fù)荷為4.1g/m²·d，末級(jí)轉(zhuǎn)盤出水DO濃度大于4.5mg/L，現(xiàn)以93年為例，全年進(jìn)出廠水質(zhì)情況如表達(dá)式：

　　（2）滿負(fù)荷時(shí)
　　當(dāng)日處理量為3900噸時(shí)，轉(zhuǎn)盤水力負(fù)荷為81.2L/m2.d，BOD面積負(fù)荷為7.7g/mm2.d，末級(jí)轉(zhuǎn)盤出水DO值大于2mg/L，處理效果如下表2:

　　由于滿負(fù)荷時(shí)，只開一臺(tái)風(fēng)機(jī)，供氣量偏低，處理效果有所下降，但出廠水質(zhì)已達(dá)到GB8979--1996規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　3、與傳統(tǒng)工藝比較
　?。?）處理效果
　　以無錫蘆村污水處理廠為例進(jìn)行比較，蘆村廠采用傳統(tǒng)曝氣法，日處理能力5萬噸。94年處理水量1778萬噸，進(jìn)、出廠水質(zhì)情況如下表3：
　　與上述氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法處理效果相比，可以看出，二者處理效果相差不大。
　　可以看出，采用氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法的北京新村污水處理廠能耗最低，平均只有傳統(tǒng)活性泥法的一半。
　　（2）能耗
　　筆者在95年四月份參加了全省城市污水處理廠普查，現(xiàn)將普查中得到的幾座采用傳統(tǒng)活性污泥法的城市污水處理廠的能耗與淮陰市北京新村污水處理廠的能耗比較如下表4：

　　（3）投資
　　現(xiàn)將上述幾座城市污水處理廠的工程的造價(jià)列表如下（表5）：

　　(備注：無錫蘆村廠還包括另有5萬噸的一級(jí)處理投資)

　　根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，氣動(dòng)生動(dòng)轉(zhuǎn)盤法處理工藝與普通生物轉(zhuǎn)盤法相比，少了污泥回流系統(tǒng)，卻多了昂貴的生物轉(zhuǎn)盤，因而造價(jià)應(yīng)該是比較高的。
　　 (4)運(yùn)行管理
　　氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，生動(dòng)膜微生物吸附在轉(zhuǎn)盤填料上，與傳統(tǒng)活性污泥法相比，不需要污泥回流，即使在缺氧條件下，產(chǎn)生絲狀菌，也不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹。如需停止運(yùn)行一段時(shí)間，重新運(yùn)行，處理效果很快得到恢復(fù)。在訊期，由于管網(wǎng)分流不完善，進(jìn)水BOD₅小于40mg／L時(shí)，仍能進(jìn)行處理，這是傳統(tǒng)活性污泥法無法企及的。
　　長期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在正常負(fù)荷下，只要初沉池、二沉池每天排泥一到兩次，生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速維持在每分鐘2轉(zhuǎn)左右，出廠水質(zhì)都能達(dá)標(biāo)。
　　4、存在問題
　　①轉(zhuǎn)盤材質(zhì)
　　轉(zhuǎn)盤支撐填料的鋼結(jié)構(gòu)骨架長期在污水中浸泡，腐蝕嚴(yán)重，2—3年需進(jìn)行一次油漆，采用船用防水防腐漆，油漆一次要拆境料、空氣罩等。工作量很大，如采用不銹鋼骨架，每臺(tái)轉(zhuǎn)盤的成本增至10多萬元，一次投資太大。
　　轉(zhuǎn)盤填料塑料，以及環(huán)氧玻璃鋼制成的空氣罩使用壽命不會(huì)超過10年，需要研制替代材料。
　?、陲L(fēng)量調(diào)節(jié)、小區(qū)的污水量時(shí)變化系數(shù)較大，在泵房停止供水時(shí)，為了維持氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤微生物的活性，羅茨鼓風(fēng)機(jī)仍需照常運(yùn)轉(zhuǎn)供氣，造成電能的嚴(yán)重浪費(fèi)。如安裝變頻調(diào)速裝置，必要時(shí)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，減少供氣量，無疑對(duì)進(jìn)一步降低能耗是非常有意義的。
　?、燮?BR>　　因無變頻調(diào)速裝置，有時(shí)為了節(jié)電，在停止供水時(shí)，風(fēng)機(jī)也停止運(yùn)行數(shù)小時(shí)，重新啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，原來浸在水中的部位，膜變黑且重，致使轉(zhuǎn)盤運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻，均重時(shí)則不能運(yùn)轉(zhuǎn)，尤其是首級(jí)轉(zhuǎn)盤。
　　解決偏重問題的有效措施是給風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速。

　　四、結(jié)論

　　1、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤處理工藝運(yùn)行可靠，管理簡(jiǎn)便，無需污泥回流，無污泥膨脹之虞。
　　2、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法較傳統(tǒng)活性污泥法節(jié)能近1／2，從而大大降低了日常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
　　3、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤法處理效果與傳統(tǒng)活性污泥法相近，但當(dāng)供氣量不足時(shí)，處理效果有所降低。
　　4、氣動(dòng)生物轉(zhuǎn)盤的材質(zhì)是影響該工藝推廣的關(guān)鍵因素，該工藝的造價(jià)也較傳統(tǒng)活性污泥法偏高。

作者感謝本文中提高相關(guān)數(shù)據(jù)的兄弟單位。